第一篇:为达到路基工后沉降及不均匀沉降标准所采取的工艺措施
为达到路基工后沉降及不均匀沉降标准所采取的工艺措施
结合本标段特点,路基工程的工后沉降及不均匀沉降通过地基条件评估分析和沉降预测、评估,达到较准确推算沉降、判断并控制工后沉降及不均匀沉降的目的。地基处理前,先对沿线路基地基情况进行全面地质普查,验证设计地质资料;路基地基处理后经检测满足设计要求后,选用合格填料,再严格按设计质量标准分层填筑、验收。基床表层作为路基顶面标高控制层,对所有路基进行不少于6个月的沉降观测,在沉降基本稳定、经评估能满足工后沉降要求后,计算填筑顶面标高并根据沉降稳定期的沉降推算成果,准确预测轨道工程施工期间的沉降(在基床表层填筑标高控制时考虑),用摊铺机摊铺并碾压成型A、B、C组填料。
⑴ 地基条件评价
路堤施工前,结合初步的地质勘察资料进行详细的补充地质勘查,准确评价路基地基条件。
路堤施工前,在进行地基处理和路基填筑前,根据施工图设计提供的地质资料进行现场复核,根据线路路基的不同地质情况,选用N10轻型动力触探、N63.5重型动力触探、标准贯入、静力触探原位测试方法进行现场勘测,并结合室内土工试验进行地基条件评价,有疑问时进行地质补钻,重新评价地基条件、确定地基处理措施。
⑵ 地基处理措施控制
原地面松、软表土及腐植土清除干净,无草皮、树根等杂物和积水,清除后的基底碾压密实、平整,地基表面基本承载力满足设计要求后,方可进行路基填筑施工。
地基处理施工前,选择具有代表性地段进行各项地基处理措施的工艺试验,复核地质资料以及检验设备配置、施工工艺是否适宜,确定各项地基处理措施的施工工艺参数。待工艺试验段经检验满足设计和质量要求后,方可进行大面积施工。
⑶ 填料质量控制
选用合格填料料源,通过二次解小、破碎和筛分,严格控制最大粒径,以获得颗粒级配稳定的A、B、C组填料,为全标段统一供应优质的A、B、C组填
料,保证路基填筑获得最大压实密度和长期稳定性。
采用填料生产场检验为主,填筑摊铺过程中再抽样复验的方式,严格控制填料质量。
⑷ 路基填筑压实控制
在进行大面积填筑前,选取有代表性的填料和地段进行摊铺压实工艺试验,试验填料碾压含水量、摊铺厚度、碾压机械、碾压遍数等施工工艺参数,经检验地基系数K30、压实系数K、孔隙率n均满足设计要求后,确定施工工艺参数,再进行大面积路基填筑。
路基填筑施工严格按工艺试验确定的参数施工,严格过程监控和质量检验、记录。
填筑时路基两侧各加宽约50cm,保证边坡压实质量。
两结构物间路基按一个施工区段施工,过渡段与过渡段间路基按一个台阶(一个填筑层)的高差同时施工。
⑸ 过渡段施工控制
过渡段与相邻路堤作为相同施工区段同步填筑。
严格控制路堤与相邻过渡段的填筑厚度和填筑长度,并保证过渡段采用形式满足设计要求过渡段与路基同步采用重型压路机碾压,不能使用重型压路机施工的部位,采用小型压路机配合冲击夯进行压实。
第二篇:解析路基不均匀沉降的形成原因危害及处理措施
路基不均匀沉降形成原因危害及处理措施
09土木(交通)
赵鑫龙
0919011011 【关键词】:路基纵向不均匀沉降,路基横向不均匀沉降,形成原因,造成危害,处理措施。
【摘要】:近年来,科学技术发展的为我国的交通事业的发展注入了强大的原动力。我国的交通状况正发生着日新月异的变化交通的高速发展已成为我国的经济版图中最引人注目的心篇章,数字化交通征打造着我国交通的新理念。然而路基的不均匀沉降这一难题始终困扰着我们的工程技术人员,阻扰在公路工程的发展和完善。
一,路基不均匀沉降的类型
1)纵向不均匀沉降
路基纵向不均匀沉降主要表现为桥头跳车和纵向填挖交界处不均匀沉降,致使路、桥过渡段出现不同程度的台阶,且路面平整性受损,严重影响了公路的使用功能。
2)横向不均匀沉降
由于车载、地下水及自重等作用,路基横向不均匀沉降引起的公路工程病害已成为公路工程质量通病之一。
二,路基横向不均匀沉降的原因分析
路基横向不均匀沉降的发生是多方面因素综合作用的结果。其中,内因在于地基及路基本身;外因是车载、地下水及自重等作用。
1.地基对路基横向不均匀沉降的影响(1)路堤地基处理不当
①伐树除根及表土处理不彻底或是路基基底的压实度不够,致使路堤形成后,一旦杂质腐烂变质,地基将会发生松软和不均匀沉降。
②地面横坡大于1:5的路段,路堤填筑前地基未按规定要求挖成台阶,填料与地基结合不良,在荷载作用下填料极易失稳而沿坡面发生滑移,从而产生横向不均匀沉降。
(2)特殊地基地段
①软土地基对路基横向不均匀沉降的影响
当路基修筑在软土地段时,软土层本身力学性能差,在附加应力作用下,会发生固结沉降、次固结沉降和侧向塑性挤出,导致明显的沉降变形。有些河谷、水塘地段虽作了清淤处理,但是处理不彻底或回填材料控制得不好,从而形成人为的相对软土层,造成路基的不均匀沉降。在高填方填筑后,地基出现不均匀沉降,甚至路面开裂。在一些地表水和地下水自然排泄困难的地方,地基土中的软土层在固结过程中的较大沉降变形,也是产生过大沉降和沉降差的重要原因。有些路段所处地基不属于软土地基,但处于低洼、河谷处,长期受水冲蚀,天然含水量较高,在设计时未发现或未作特殊处理,在施工时也未做等载或超载预压,也会产生不均匀沉降。
②岩溶地基对路基横向不均匀沉降的影响
在碳酸盐岩地区,路基下有时分布有岩溶洼地或漏斗,其中的沉积物松软,在行车动载的作用下,沉积物压实、侧向流动和下陷,造成路基沉陷。比较有代表性的工程实例是在昆明至瑞丽公路,有一处属这种类型。该公路通过处为灰岩地区的凹状地形区,自1991年开始,路面每年下沉约1.5m,1993年7~9个月,每月垫高路面0.5m,侧向变形作用不明显。其原因主要是路基以下为岩溶洼地,洼地内风化残积物疏松软弱,该处在地貌上易于地下水的汇集。在交通荷载作用下,残积物压密和侧向流动,使路基近于垂直下沉。一般说来,土层的天然含水量越高、天然孔隙比越大,则压缩系数越大、承载力越低,则路基的沉降量和沉降差越大;抗剪强度和承载力越低,则侧向塑性挤出甚至局部坍滑的可能性越大。故地基中存在岩溶,容易导致路基的横向不均匀沉降。
2.路基本身引起的路基横向不均匀沉降(1)路堤填料不均匀
在公路施工过程中,对填料、级配很难得到有效的控制。若填料中混入种植土、腐殖土或泥沼等劣质土,或土中含有未经打碎的大块土或冻土等,或在填石路堤中石料规格不一,性质不匀,乱石中空隙很大,在一定期限(例如雨季)可能产生局部明显横向下沉。另外,填料常常是路堑的挖方、隧道掘进产生的废方。这些填料性质差异大、级配也相差很远。在施工过程中,如果分层碾压厚度过大,小颗粒填料和软弱物质很难得到有效压实,在荷载的长期作用下,回填料会产生不协调沉降变形。
(2)路基填土压实不足
由于压实度不足往往导致填方路基的横向不均匀沉降变形,路基两侧出现纵向裂缝。路基土体压实度不足的主要原因有以下几点。
①路基施工受实际条件的限制时,如天气太干燥,局部路堤填料含水量低,土块粉碎不足,致使路基压实度不均匀;暗埋式构造物因其长度限制使路基边缘不能超宽碾压,致使路基边缘压实度不够;某些加减速道与行车道没有同步施工,当拼接处理得不好时,其拼接处也产生压实度不足的情况。
②在填方路堤施工中,当路堤施工到一定高度以后,路堤边缘土体往往存在压实度不足问题。对于较高的填方路基,通常都要作相应的处治。填方土体压实度不足,其结果是土体前期固结压力小于自重应力和各种附加应力之和,在自重作用下就会发生沉降变形。这些附加应力主要来自以下几个方面:车载,尤其超载情况;含水量变化造成土体重度的改变;地下水位升降而导致浮力作用改变;土体饱和度改变,引起负孔隙水压力改变。这些附加应力引起土体中有效应力改变,从而导致土体发生压缩变形。土体压实度不足还会导致填土路基的侧向完全受限,仅有竖向变形。实际路基土中存在有侧向变形,这种侧向变形会引起沉降。
③由于填方土体的最佳含水量控制不力,压实效果达不到要求。
④考虑到施工安全和进度,使得压实或压实作用时间不足,路基压实不充分,致使路基压实度达不到要求。
⑤其他原因:如路基填料的含水量、压实时的松铺厚度、碾压机具选择不当等,都易造成路基压实不足,使路基土的密实度达不到要求,这样土体仍会发生积水,造成水分积聚和侵蚀路基.使路基土软化或因冻胀而产生不均匀沉降。
(3)半填半挖部位产生的不均匀沉降
由于填方的沉降系数与挖方的沉降系数不同,在行车荷载的作用下,随着时间的推移,填方与挖方的沉降差值越来越大,易在交界处出现土基不均匀沉降,路基产生纵向裂纹。
3.水文气候引起的路基横向不均匀沉降(1)气候对路基横向不均匀沉降的影响
气候也是引起路基的横向不均匀沉降的一个重要因素。降雨量过大、洪水、冰冻、积雪或温差过大,都可能使高路堤产生横向不均匀下沉。
(2)地下水对路基横向不均匀沉降的影响 在地下水的交替作用下,路基土体内水含量反复变化。土体重度在一定范围内波动,更为重要的是,由毛细管张力引起负孔隙水压力可以达到相当的数值,再加上水的软化、润滑效应,有可能使路基产生横向沉降变形。路基或地基中地下水的动态性对路基不均匀沉降有很大影响。路堤及其地基中的地下水主要补给来源有三种类型,即地下水侧向补给、降雨补给和地表水侧向补给,其动态变化及侵蚀作用影响到土体中的有效应力分布、土体的结构特征和土体强度,从而导致路基的横向不均匀沉降。
4.施工方面的原因
填筑顺序不当,未在全宽范围内分层填筑,填筑厚度不符合规定,填料质量不符合要求,填料水稳性差,不同性质的填料混填,因不同土类的可压缩性和抗水性差异,形成不均匀沉降。路基填料含水量控制不严,又无大型整平和碾压设备,使压实达不到要求。施工过程中,未注意排水,遇雨天时,路基积水严重,无法自行排水,有的积水浸入路基内部,形成水囊;晴天施工时,未排除积水、控制含水量就继续填筑,以致造成隐患。
三,路桥过渡段桥头跳车的危害及成因
路基的纵向不均匀沉降的主要表现形式便是桥头跳车。
桥头跳车是指桥梁、涵洞等构造物本身及台背填土由于行车荷载和自重的作用而继续沉降,通常构造物沉降与台背沉降不一致即产生不均匀沉降,导致台背与构造物联结处的路面出现台阶,从而出现高速行驶的车辆通过台背回填处产生颠簸跳跃的现象。桥头跳车是目前公路建设中常见的通病之一,严重影响了行车舒适性,降低了车辆的行驶速度和道路的通行能力,是道路交通安全的重要隐患之一,损害了高等级公路建设的社会效益和经济效益。
如何有效地消除桥头跳车或将跳车减小到最低程度,已成为高等级公路建设中亟待解决的问题。鉴于此,深入开展公路桥头跳车防治技术的研究,提出既经济又有效的防治措施,最大限度减少甚至消除跳车现象,对满足高等级公路对行车高速、安全及舒适的要求以及延长道路的使用寿命等,具有十分重要的现实意义。
1,桥头跳车的危害
1.影响行车速度
当车辆行至桥头台阶处,为防止车辆的剧烈冲击跳动,驾驶员被迫制动减速;同时车辆颠簸、跳动也影响了行车驱动力的传递,使车辆的行驶速度受到不同程度的影响。车速降低幅度视桥面类型、台阶高度、车辆类型和行驶速度等而异。
根据已有的调查,台阶对车速的影响一般呈如下规律。
(1)较小的台阶高度对车辆行驶速度影响不大,只有当台阶达到一定高度时,对车速才有显著的影响。台阶越高,特别是达到4cm以上时,对车速影响显著。
(2)车速的损失与车辆的行驶速度有关。以较小的车速(低于60km/h)行驶时,一般减速幅度较小;中速(60~80km/h)行驶时,减速幅度较大;而当以较高速度(高于80km/h)行驶时,减速幅度则相对不大,但跳车比较严重,同时这与驾驶员行驶时看到台阶和做出的反应有关。
(3)台阶对不同类型车辆行驶的影响也不相同。如较高台阶对小汽车行驶的影响较大,而载重车对台阶不如空车敏感。其次,驾驶员的心理状态、对道路的熟悉程度等都对通过台阶时速度的降低有不同程度的影响。
2.影响行车安全
当车辆通过路桥过渡段的台阶处时,车辆产生跳动和冲击,使司乘人员感到颠簸不适,影响行车的舒适性;同时对驾驶员产生相当不利的心理影响,严重时则会影响其对车辆的正常操作,造成车辆失控,引起行车事故。国内曾多次发生因桥头跳车严重而造成翻车的事故就是最好的例证。
3.影响车辆运营费用
因跳车而不得不在桥头处频繁减速,以减轻汽车的颠簸。无论减速行驶还是颠簸现象的 发生,都会造成汽车机件不同程度的损坏和轮胎的磨耗;同时汽车行驶速度的不稳定,无形中既浪费了油料,又增加了废气的排放;另外,还增加了车辆的行驶时间。因此,桥头跳车的出现,提高了车辆的运营成本。
4.影响公路养护费用及使用寿命
台阶的存在使得车辆通过时产生跳动和冲击,从而对桥梁和路面造成附加的冲击荷载,加速桥头路面及伸缩缝的破坏。为了维持良好的使用状况,对路桥过渡段出现的台阶要进行及时维修与养护。不断的维修养护不仅花费大量的人力、物力和财力,而且也产生了不良的社会影响。国内外资料表明,因桥头跳车而增加的道路维修费用很大。如美国大约25%的桥涵(约150000座桥涵、通道等构造物)受到桥头跳车的影响,全国每年为此花费的维修费用预计高达1亿美元以上;同样,我国在桥头跳车的维修治理方面耗资巨大,全国高速公路年均维修治理过渡段的费用至少在1亿元以上。由此可见,桥头跳车病害的发生使高等级公路不能达到高效运营、安全行驶、节省投资及舒适乘车的目的,在很大程度上降低了高等级公路的服务水平,损害了公路使用者的效益,从而严重影响了高等级公路的经济效益和社会效益。因此,防治桥头跳车病害势在必行。
2桥头跳车产生原因
桥头跳车的产生和形成是多方面的,包括地基地面条件、填料、施工材料以及设计、施工等诸多方面原因,主要原因如下:
1.地基强度不同
桥头跳车产生的基本原因是桥台与路基间的材料弹性模量不一致而引起的沉降差超过某个限值时所致。因为桥台基础一般都作了加固处理,例如采用桩基础等,其沉降量很小,而路基填土所固有的压缩徐变性能需待通车后一段较长时间才能趋于稳定,二者在结构刚度上产生了很大的差异。
2.设计方面原因
设计人员若对碾压方式方法考虑不周、填料要求不严格、台背排水考虑欠佳、路堤填土处理不当等,必然产生较大沉降。
3.施工方面原因
台后填料不当、压实不足等致使填料压实度满足不了设计和规范要求,产生较大的工后沉降。
4.地基浸水软化
软土、黄土地基浸水造成路基沉降。5.桥台伸缩缝的破损,形成台阶。
四,路基横向不均匀沉降防治措施
1.设计方面
(1)做好地质勘探调查
对路线经过的地形、地貌、水文地质条件进行详细勘察,对特殊路基段应提供详细的设计资料。对于地表不良路段,设计可考虑换土或掺石灰、水泥及铺设土工合成材料等措施。
(2)确保路基最小填筑高度
路基最小填筑高度必须保证不因地面水、地下水、毛细水及冻胀作用的影响而降低其稳定性。按照路基设计规范要求,根据土基干湿类型及毛细水位高度确保路基最小填筑高度。当路基填筑高度受限制而不能达到规范规定时,则应采取相应的处治措施,如换填砂砾、石渣等透水性材料,设置隔离层或修筑地下渗透沟等以避免地面积水和地下水浸入路基,影响路基工作区内的土基强度与稳定性。土质挖方路基,需换填不少于60cm砂砾;石质挖方路基,需设置30cm砂砾垫层,横向排水不畅路段要加设盲沟。
(3)明确路基填料质量标准要求
在各级公路工程施工图设计中,必须明确不同填高内路基填料的CBR值(最小强度)及最大粒径要求。种植土、腐殖土、淤泥冻土及强膨胀土等劣质土,严禁直接用于填筑路基。砾(角砾)类土应优先选作路床填料,土质较差的细粒土可填于路堤底部。
(4)完善路基综合排水设计
县级以上公路工程设计中,必须遵循因地制宜、整体规划、综合考虑的原则,进行路基纵、横向排水设计,避免造成两侧长期积水浸泡路基,使路基承载力下降而发生沉降变形。在居民区路段必须设置排水边沟,平坡路段边沟需设有纵坡,确保排水通畅。高填方路段采用集中排水措施,并与警示桩、防撞墙统筹考虑,要求在每20-40m及主要变坡点处设置简易或永久性泄水槽。挖方段应根据上边坡的汇水面积设计截水沟,并考虑边坡土质和边坡,设置挡土墙防止坍方,路基较低路段可以加设砂砾层及渗水盲沟,并加大、加深边沟等排水措施。
(5)确保路基边坡稳定性
高填、深挖路基的边坡应根据填料种类、边坡高度和工程地质条件等确定,且高填路堤必须进行路基稳定性验算。填方边坡过高时,可考虑在边坡中部加置边坡平台。
(6)积极采用路基综合防护形式
积极推行植物防护与硬防护相结合的综合防护形式,在比较稳定的土质边坡采用种草、铺设草皮、植树等植物防护措施。岩体风化严重、节理发育、软质岩石、松散碎(砾)石土的挖方边坡以及受水流侵蚀、植物不易生长的填方边坡可采用护面墙、砌石等工程防护措施,沿河路基、受冰侵害和冲刷路段采用挡土墙、砌石护坡、石笼抛石等直接防护措施。
(7)设计方法方面
①强夯法是目前发展起来的处治路基不均匀沉降的有效措施。强夯法处治是利用大能量直接作用在被处治范围上,通过整体提高被处治体的密实度来减少不均匀沉降变形。其作用效果明显,施工速度快。20世纪90年代末,重庆交通科研设计院曾采用强夯技术成功地处治了重庆渝长高速公路路基沉降问题,但是这种方法对结构物的动力冲击较大,限制了在桥头、涵洞等部位的应用。而且强夯的设计计算方法、质量检测评价方法等还有待进一步研究。
②压力灌浆法是利用机器施加高压,把能固化的浆液压入土体空隙,浆液凝固后把压力区范围内的土体固结,使用松散的土颗粒形成整体,达到控制沉降、减少不均匀沉降的目的。特别是针对公路路基下软土基的处治,可以直接改善土体结构,固结土体,控制沉降。但是这种方法在实践中的可行性及其压浆工艺、材料、适合范围等都还需要进一步研究。
③应用土工合成材料(土工格栅、塑料网格等)进行加筋或制成柔性褥垫层,使之调节和控制不均匀沉降。国内利用土工合成材料处治不均匀沉降也做过尝试和试验,如重庆交通科研设计院在20世纪90年代,采用土工合成材料处理广西南梧公路沉降及重庆渝长高速公路不均匀沉降均获得较好效果。值得注意的是,国际上普遍认为土工合成材料是处理不均匀沉降的有效措施,而且土工合成材料除了对地基有加筋作用外,还有滤层、排水、隔离、防护、防渗等作用。因此,采用土合成材料处治是一种值得推广的处理路基不均匀沉降的有效措施。但对其设置方法、作用效果、设计计算方法等问题尚需深入研究与试验。
2.施工方面
(1)做好施工组织设计
合理安排施工段的先后顺序,明确构造物和路基的衔接关系,以施工组织设计为依据,结合施工现场的实际情况,合理调配人员、设备,是保证路基施工质量的重要环节。
(2)做好施工前的准备工作
开工前要认真审阅设计文件,详细了解各段的填、挖情况,地质情况,填、挖土质和调配情况。对重要地段要作重点勘察,进一步核对设计资料,发现设计文件中有误应及时上报业主,妥善处理。
(3)认真清除地表土
不良土质、地表植被、树根、垃圾、不良土质(盐渍土,膨胀土等)必须予以清除,然后换填透水性材料,尤其是低填方路段要注意满足路基工作区的要求。有必要时要设置砂砾隔层,路基深度、宽度、长度都必须到位,不留丝毫隐患。填筑路堤前,首先应进行原地面处理。当路堤填筑高度小于1m时,应将路基范围内的树根、杂物全部挖除。若基底的表层土系腐殖土,则须用挖掘机或人工将其表层土清除换填,厚度视具体情况而定。如发现草炭层、鼠洞、裂缝时,应用符合条件的土回填,并按规定进行压实。路堤通过耕地时,路堤填筑施工前预先清除表土30cm。由于在表土剥离后基底的含水量高,为保证基底压实度达到设计要求,应及时进行翻松、晾晒和含水量检测,在最佳含水量时进行碾压,达到要求的压实标准。(4)严格控制填土含水量
施工时含水量要高于最佳含水量的1%~2%压实为宜,避免出现小于最佳含水量的压实情况。含水量偏小时,土粒间的润滑作用不足,即压力不足以克服土粒间的摩擦力,土中的空气不能排除、土粒间无法靠拢,因而难以达到最大密实度。如果含水量偏大,又会产生由于水分过多,土粒被水膜包围而分散得过远,不能达到最大密实度。填筑路基前,疏通路基两侧纵横向排水系统,避免路基受水浸泡。特别是地基土为黄土、黏土等细粒土,在干燥状态下(最佳含水量)结构比较强,有较强承载能力,一旦受水浸泡,易形成翻浆或路基沉降。因此,做好路基施工前排水畅通尤为重要,工程监理和施工质量自检人员应认真监督。
(5)严格选取路基填料用土
路基填料确定前,需进行土质分析,做CBR值、标准击实等试验,对于种植土、腐殖土、淤泥、强膨胀土等劣质土的CBR值、最大粒径不能满足规范要求的材料,不能用于路基填筑。
(6)做好监测工作
路基填筑前,要根据设计进行施工放样,建立半永久性的临时水准点和坐标点,并作好相应记录。路基坡脚放样一定要准确,确保路基宽度满足设计要求。路基坡角范围内,要求清除杂草、树根、淤泥等,并进行整形碾压,压实度须达到规范要求。旧路加宽、半填半挖段应做好宽度不小于6m的向内倾斜的台阶。
(7)处理好特殊地段施工
填石路基与鸡爪形地段路基施工,可利用重型夯实设备进行强夯处理,或将土工格栅(土工布)水平分层布置在填石路堤内,防止或减缓细料在填料空隙中的流动。
(8)做好路基填筑碾压工作
路基施工必须分层填筑,分层碾压,一般路段压实厚度不得大于30cm。不同性质的土不能混填,同一种土填筑厚度不能小于50cm(两层)。路基填筑须全幅填筑,一次到位,严禁帮宽。碾压过程中,要控制好含水量,压实度达到规范要求后,方可进行后续施工,压实度检测每层2000m2(不足2000m2按2000m2计)不少于4点。根据不同填土类型和压实厚度,选择好压实设备。对于砂砾土,振动压路机具有滚压和振动双重作用,效果较好。
(9)做好路基施工中的排水工作
路基施工中,首先按照设计要求,做好排水工程以及施工场地附近的临时排水设施,以保持路基能经常处于干燥、坚固和稳定状态。路基顶面做成2%~4%横坡,便于表面水及时排出。为了保持路基能经常处于干燥、坚固和稳定状态,必须将影响路基稳定的地面水予以拦截,并排除到路基范围之外,防止浸沉、聚积和下渗。同时,对于影响路基稳定的地下水,应予以截断、疏干、降低水位,并引导到路基范围以外,使全线的沟渠、管道、桥涵构成完整的排水体系。
①一般路段排水:路基排水沟渠(包括边沟、截水沟、排水沟)要注意防潜、防冲。当沟渠纵坡达到或超过3%时,即需采取加固及防止渗漏措施;边沟过长时,应考虑减小纵坡的容许值或做好出口设计,将水引离路基;边沟过于平缓,相反会引起边沟淤塞,一般纵坡不小于0.5%,受限制时不小于0.3%。
②特殊路段排水:在深路堑、高路堤、滑坡、陷穴等地段,应注意结合水土保持进行综合治理。如用挖鱼鳞坑、水平沟、种草、植树等方法对被面径流进行调治与防护;在冲沟头植树,防止冲沟被侵蚀,危害路基;在沟谷布设路线,在沟谷中筑坝淤地,并保护路基坡脚不受水的冲刷破坏;还可做护坡埂、涝地、水窑等。
(10)对半填半挖部位产生的不均匀沉降的控制
将结合处挖方段下挖150cm,并依次做台阶,台阶宽1m,高为一个土方填筑层厚。每个台阶与填方整体填筑混压,150cm层面按94%控制压实度,150cm以上按96%控制压实度。
(11)做好施工后的养护工作
路基土石方施工时或完工后,应及时进行路基防护工程施工和养生。各类防护与加固应在稳定的基础或坡体上施工。防护工程的砂浆、混凝土,应采用机械拌和,随拌随用,并注重做好养生。
五,纵向填挖交界处不均匀沉降处理措施
如果纵向填挖交界处的沉降已经发生,我们必须采取一定的措施进行处理,以便使损失降到最低。目前,我们所采取的措施大致如下:
(1)分析产生的原因,观察沉降发展的情况,设计处理措施方案。
(2)错台差异不大的地方,对开裂的路面使用沥青砂或者水泥浆进行灌缝处理,避免路面水浸入而影响路面基层强度或路基的整体强度。
(3)如果沉降已经稳定,视差异高度加铺一层路面结构或重新填筑。
小结
路基的不均匀沉降引起的公路工程危害是公路质量通病之一。经过对质量通病产生的原因进行认真的研究与分析,对设计,施工,监理单位有针对性的提出治理工作要点,质量标准以及相应的对策与措施。这对实行全过程的质量管理具有极其很总要的现实意义。公路工程建设汇总应以实现质量目标为目的,以提高质量意识和强化质量措施为重点,以严格管理手段,以强化责任制为关键,以综合治理质量通病为突破口,确保工程质量。对工程质量的综合治理工作要点及措施应逐步修正与完善,最终使之成为制度化,规范化,标准化的操作规程。
【参考文献】
【1】 郑建平《公路建设中路基横向不均匀沉降的原因与预防》《建材技术与应用》2008年8月35-36期
【2】 《科技风》2009年12期《浅析路基不均匀沉降》 【3】 《路基病害整治》四川交通职业技术学院出版社 【4】 《路基路面工程》人民交通出版社(第三版)
第三篇:建筑地基不均匀沉降的原因及防治措施
建筑地基不均匀沉降的原因及防治措施
摘 要:如何解决地基不均匀沉降对上部结构产生的过大变形、裂缝、倾斜甚至倒塌等不利影响是工程建设和地基基础科学面临的重大问题。本文研究建筑结构地基不均匀沉降的关键成因、对上部结构的影响以及可以采取的控制措施,不但在科学上有重要的理论意义,而且具有重大的工程应用价值。
关键词:建筑地基;不均匀沉降;防治 1 引言
地基产生不均匀没降的原因是多方面的,带给建筑物的影响较大,对建筑物的破坏是难以修复的。但是能在设计、施工等各方面采取一定的措施,就可以有效地预防和控制不均匀沉降的产生。建筑物一般总会产生一定的沉降,软弱地基上的建筑物更容易产生不均匀沉降。过大的不均匀沉降易使上部结构开裂与破坏,造成建筑物各处渗水、下水道堵塞不畅等,严重影响建筑物的使用。地基不均匀沉降的原因主要有:地质勘察报告的准确性差、真实性不高。设计方面存在问题。建筑物长度太长;建筑体型比较复杂凹凸转角多;未在适当部位设置沉降缝;基础及建筑物整体刚度不足;建筑物层高相差大所受荷载差异大;地基土的压缩性显著不同、地基处理方法不同;以及设计方面的错误等都会引起建筑物产生过大的不均匀沉降。如何解决地基不均匀沉降对上部结构产生的过大变形、裂缝、倾斜甚至倒塌等不利影响是工程建设和地基基础科学面临的重大问题。2 地基沉降不均匀的原因
沉降主要成因为土体受压增加,如加建建筑物,土体中水分流出,令土体体积减少,引致下陷,主要发生在粉粒、粘粒等软弱土层。另一原因为土层中包含腐植质,当腐植质被分解,令土体体积减少,引致下陷。因土层结构和土面受力情况不同,不同部份的沉降皆不相同,引致不平均沉降。
地质钻探报告真实性如何,对多层住宅的沉降量大小关系很大。工程地质报告要正确反映土层性质、地下水和土工试验情况,并结合设计要求,对地基作出评价,对设计和施工提出某些建议。如果地质报告不真实,就给设计人员造成分析、判断的错误。以前在地质钻探中有的有孔或深度不到位,有的抄袭相邻的地质报告,个别甚至出具假报告,都曾给建设单位造成过重大经济损失。
在设计方面也有一些原因。多层住宅单体太长的;平面图形复杂,或有层高高差及荷载显著不同的;地基土的压缩性有显著不同处或在地基处理方法不同的,未在适应部位设置沉降缝。基础刚度或整体刚度不足,不均匀沉降量大,造成下层开裂。设计马虎,计算不认真,有的不作计算,照抄别的建筑物的基础和主体设计。
在施工方面上的原因。墙体砌筑时,砂浆强度偏低,灰缝不饱满;砌砖组砌不当,通缝多,断砖集中使用;拉结筋不按规定标准设置;墙体留槎违反规范要求等等。3地基沉降不均匀的防治措施
3.1 从钻探报告入手,确保其真实性和可靠性
地质钻探报告是一门专门的科学,来不得半点虚假。钻探报告是设计人员的主要设计依据,必须提高地质勘测人员的业务水平、政治素质和职业道德素质,加强责任感,这样才能使钻探报告具有真实性和可靠性。
3.2 从设计入手,采取多种措施,增强多层住宅的基础刚度和整体刚度
建筑措施。多层住宅的平面形状应力求简单,规则整齐,尽量避免形状复杂,阴角太多;避免建筑物有显著的高差或荷载差异。在软土地区建筑物的裂缝事故,往往以有高度差异或荷载差异的建筑物为多见,尤其是高、低或轻;重单元连成一体未设置沉降缝时易发生。
设置沉降缝。多层住宅的学位体长度应控制在55米以内;长度较大的住宅,考虑在适应部位设置沉降缝;对于平面图形复杂的,或有层高高差及荷载显著不同的,要在其转折处;层高高差处或荷载显著不同的部位设置沉降缝;在地基土的压缩性有显著不同处或在地基处理方法不同处设置沉降缝。
考虑相邻建筑物的影响。建筑物荷载不仅使建筑物地基土产生压缩变形,而且由于基底压力扩散的影响,在相邻范围内的土层,也将产生压缩变形;这种变形随着相邻建筑物距离的增加而逐渐减少,由干软弱地基的压缩性很高,当两建筑物之间距离较近时,常常造成邻近建筑的倾斜或损坏。
结构措施。控制建筑物的长高比。长高比是保证砖石承重结构建筑物刚度的主要因素。长高比大的建筑物,调整地基不均匀变形的能力就差,相反,如将建筑物长高比限制在一定范围内,它就具有较大的调整地基不均匀变形的能力。实践证明,建筑物的长高比控制在2.5至3之间时,可减少建筑物的相对弯曲,房屋不易出现裂缝。
合理布置纵横墙。承重结构的墙身是房屋扭曲的主要受力构件,它具有调整地在不均匀变形的能力。纵、横墙的布置合理与否,对建筑物的整体刚度影响很大。如纵墙贯通而横墙密布,则犹如空胀多肋深梁,刚度很大,这时基础沉降比较均匀。为了保证建筑物的整体刚度,对于砖石承重结构的纵横墙应尽量贯通,横隔墙的间距不宜过大,一般不大于建筑物宽度的1.5倍为妥。
设置圈梁。在建筑物的墙体设置钢筋混凝土圈梁的主要作用是增强建筑物的整体性,它在一定程度上能防止或减少裂缝的出现,即使出现了裂缝也能阻止裂缝的发展。
多层住宅的楼面板。屋面板必须一律采用现浇钢筋砼结构,多层住宅的基础及主体结构必须用商品砼浇捣。3.3 地基和基础措施。
多层住宅的地基基础设计必须以控制变形值为主,设计单位必须进行基础最终沉降量和偏心距离的验算。基础最终沉降量应当控制在相关规范规定的限值以内。在建筑物体形复杂,纵向刚度较差时,基础的最终沉降量和偏心距应当按照相关规范进行控制。
当天然地基不能满足建筑物沉降变形控制要求的,必须采取技术措施,一般可采用打预制钢筋砼短桩。
同一建筑物尽量采用同一类型的基础并理置于同一土层中。3.4 从施工入手,切实提高施工质量
砂浆的品种、强度等级必须符合设计。影响砂浆强度的因素是计量不准,原材料质量主变动;塑化材料(如石灰膏)的稠度不准而影响到渗入量;砂浆试块的制作和养护方法不当。解决的办法是:加强原材料的进场验收,严禁将不合格的材料用于建筑工程上。对计量器具进行检测,并对计量工作派专人监控;将石灰膏调成12CM的标准稠度后称量,或测出其实际稠度后进行换算。
砖的品种,强度必须符合设计要求,砌体组砌形式一定要根据所砌部位的受力性质和砖的规格来确定。一般采用一顺一丁,上下顺砖错缝的砌筑法,以大大提高砌筑墙体的整体性,当利用半砖时,应将半砖分散砌于墙中,同时也要满足搭接1/4砖长的要求。
不准任意留直槎甚至阴槎,构造柱马牙槎不标准,将直接影响到墙体整体性和抗震性。为此要加强对操作工人的教育,不能图省事影响质量;为保证构造柱马牙槎高度;不宜超过标准砖五皮,多孔砖三皮;转角及抗震设防地区临时间断处不得留直槎;严禁在任何情况下留阴槎。
加强多层住宅的沉降检测。施工期间,施工单位必须按设计要求及规范标准埋设专用水准点和沉降观测点。主体结构施工阶段,每结构层沉降观测不少于一次;主体结构封顶后,沉降观测2个月不少于一次。监理单位必须进行检查复测,并将资料列人工程质量评估内容。4总结
不均匀沉降若出现在路面上,可能会引致路面下陷,若在飞机跑道出现的话,更可能会酿成飞行事故。而建筑物的地基若产生不平均沉降的现象,小则令建筑物斜,大则影响建筑物的结构。不平均的对建筑安全构成了很大影响,我们需要通过在前期勘察,结构设计,建筑施工,监理等等环节注意监管,保证施工质量,将这方面的不利影响减小的最小。参考文献:
[1] 张长友.土木工程施工技术[M].中国电力出版社,2009年8月.[2] 卢廷浩.土力学[M].河海大学教育出版社,2002.[3] 顾小鲁,钱鸿缙,刘惠珊等.地基与基础(第二版)[M].北京:中国建筑工业出版社,1993.
第四篇:漯驻高速公路路基加宽不均匀沉降的控制方法的研究成果报告
漯驻高速公路路基加宽不均匀沉降的控制方法的研究成果报告
The research report of the control method of uneven settlement of LouZhu Highway widening project
葛洲坝集团电力有限责任公司 二Ο一三年十二月十二日
漯驻高速公路改扩建工程新建路基不均匀沉降的控制及施工过程中对原路基的影响的研究与应用的成果报告
项目名称:漯驻高速公路改扩建工程新建路基不均匀沉降的控制及施工过程中对原路基的影响的研究与应用
委托单位:葛洲坝集团电力有限责任公司 承担单位:中国葛洲坝集团股份有限公司
项目负责人:孙舒昌 技术负责人:龙胜明 审 核:杨凯 撰 写 人:聂正文
主要参加人员:杨凯 聂正文 郭海洲 胡静
施工单位:中国葛洲坝集团股份有限公司漯驻高速改扩建工程TJ-2合同段项目经理部
设计单位:河南省交通规划勘察设计院有限责任公司 业主单位:京港澳高速公路漯河至驻马店改扩建工程项目部
目
录
1、引言.................................................................................................错误!未定义书签。1
2、工程概况.............................................................................................................................1
3、加宽路基设计.....................................................................................................................1
4、路基施工方案及方法.........................................................................................................3 4.1 施工准备............................................................................................................................3 4.2 地基处理............................................................................................................................4 4.3 桥涵过渡段处理................................................................................................................5 4.4 路基填筑..........................................................................................................................9 4.5 上路堤、路床施工........................................................................................................12
5、质量控制...........................................................................................错误!未定义书签。
6、安全措施...........................................................................................................................16
7、环保措施...........................................................................................错误!未定义书签。
8、社会经济效益...................................................................................................................25
9、成果评价和建议...............................................................................................................25
一、引言
随着国民经济的快速发展,道路交通运量迅猛增长,既有公路、城市道路等旧路加宽加铺改造工程也随着大量的付诸实施。对旧路进行加宽加铺改造时要特别注意:新旧路基间的不均匀沉降以及新路基的塑性累积变形对原路基的影响,为此,在旧路加宽改造工程的实施之前必须进行先期的方案试验研究。通常可采用软弱地基处理、基底清淤换填、旧路路堤台阶开挖、土工合成材料加筋垫层和加筋土路堤、土工织物防渗和排水、改良土高强路堤和轻质路堤、铺设土工合成材料防裂层或增大加铺层厚度等工程技术措施。
二、工程概述
漯驻高速公路加宽路基标准横断面为双侧拼宽的整体式路基横断面,路基宽42米。
整体式路基断面是在原有28 米路基的基础上两侧各加宽7.0 米后形成的,加宽后路基宽度为42.0 米,其中:中央分隔带宽3 米,左侧路缘带宽2×0.75 米,行车道宽2×4×3.75 米,硬路肩宽2×3.0米(含右侧路缘带宽2×0.5 米),土路肩宽2×0.75 米。
为便于与老路面相衔接,加宽部分的路面横坡为2.0%,硬路肩横坡为2.0% , 土路肩横坡为4.0%。
三、加宽路基设计
(一)设计概况
为确保漯河至驻马店高速公路改扩建路基施工质量,根据项目区域地形、地质条件,采取因地制宜、就地取材的原则,选择适当的路基断面形式,以保证路基具有足够的强度、稳定性和耐久性。重视地表填前处理、新老路衔接,减小差异沉降,新老路基差异沉降按5cm控制,采用成熟的新技术、新结构、新材料和新工艺,在保证路基安全、耐久的前提下、降低工程造价。
鉴于原公路经过近十年的运营,路基的密实度较高,稳定性较好,为减少新旧路基间的不均匀沉降,提高新加宽路基基底有足够的强度,首先对原地表30cm厚进行清表换填,然后对边坡30cm厚种植土予以清除,边坡清除后按照1:1.5的坡率进行挖台阶施工。台阶高度为1m,台阶宽度为1.5m左右,设内倾4%斜坡。对加宽部分路基填前压实后的地表采用三边形25kj冲击碾进行冲击压实。清表及碾压厚度按30cm控制,基底压实度(重型)不小于90%。当填土高度小于路面厚度+上路堤厚度(80cm)时,基底压实度不小于94%,挖方路段上路堤底面压实度不小于94%,挖方路段上路堤底面压实度不小于94%,否则进行超挖,分层回填、分层压实处理。
新旧路基衔接开挖台阶,素土填筑时,新旧路基连接处采用掺灰处理,加宽部分路基基底及上路堤底铺设一层土工格室。
滞洪区内高填方路段设置沉降观测板(K15+215.45盆尧分离式立交桥小里程)。
(二)新老路基结合部位不均匀沉降原因
在新老路基结合部,路基和路面结构层厚度、强度不一,一侧为新建路基,一侧为原有老路基,质量和地基沉降存在差异,为道路开裂留下隐患;新老路基结合部位沉降量不一,必然会产生一定的沉降差异,特别是新填路基沉降量较大,而老路基已完成大部分的工后沉降,这样不可避免地在新老路基结合部产生一个沉降差值突变点,成为道路产生裂缝的主要原因;新老路基结合部位工艺较复杂,施工难度较大,往往在此易产生人为的质量问题,如密实度达不到设计标准等,也是产生裂缝的原因之一。
(三)新老路基结合部处理的主要内容
针对道路拓宽在施工和技术上的关键性问题,必须保证对新填土的压实质量;必须保证新填土与压实老路基土之间紧密结合。这两个问题解决好,就可以保证新老路基结合部的不均匀沉降。
四、路基施工方案及方法
(一)施工准备
1、在开工之前对设计院所交导线点进行复测,恢复线路中桩,绘制横断面图。对路基边缘、坡脚、边沟、借土场、弃土场等的具体位置,标明其轮廓,报监理工程师审批。路线的中心位置、高程、横断面、边坡度、平曲线超高均必须符合设计图纸的要求及监理工程师的指示。
2、清理与掘除
路基施工范围内原有的房屋、道路、沟渠、通讯、电力设施、上下水道、坟墓及其它建筑物应妥善拆迁、清除或改造。对公路用地范围内的
植物、垃圾、有机杂质须进行清理、掘除、移运和处理,并挖除树根,同时对原老路排水沟的浆砌片石进行拆除。
3、临时工程
根据施工总体布置图中便道规划位置、结构形式修建施工便道;做好临时排水系统,保证将地表积水及施工时路基范围内的水通过该排水系统引入附近河渠或低洼处。
4、土工试验
根据选定的取土场,对不同填料分别取样进行土工试验,包括颗粒分析、含水量、密实度、液塑限、有机质含量、承载比(CBR)和重型击实等试验,对路基原地表土也按要求取样进行土工试验,合格后报监理工程师审批,经审批后使用。
(二)地基处理
1、碎石垫层法(碎石垫层+土工格室)(1)地基处理材料要求
采用碎石垫层法处理的地基有两段,结构层为土工格室+40cm厚碎石垫层。采用加强型双向钢塑土工格室。(2)铺设土工格室
按设计要求将土工格室伸入原路基范围的土挖除,将整个铺设范围整平,碾压至规定的压实度。
按设计图纸要求测量定出土工格室的边桩。
铺设土工格室时应拉直平顺,紧贴下承层,不得出现扭曲、褶皱、重叠,其强度最大方向应与线路方向垂直,并注意做好搭接,搭接宽度不小于20cm,搭接处应尽量避开锚固反弯端。土工格室采用U型圆钢固定。每次铺设不宜过长,应及时覆盖,以免长时间暴露或暴晒使其性能老化。
(3)施工质量的控制
a 当土工格室摊铺在碎石层上时,应先在碎石层上撒铺2cm厚的粗砂,以免土工格室直接与碎石接触而被破坏。
b运料车应避免在已摊铺并张紧定位好的土工格室上直接碾压,以免对土工格室产生推移或破坏,从而影响施工质量。铺设土工格室的关键是保证连续性,避免产生扭曲、褶皱、重叠,要特别注意避免过量拉伸,以防止超过其抗拉强度和变形极限而发生破坏和撕裂。c 每层填土厚度不大于30cm,压实度≥93%。(4)碎石垫层施工
在土工格室施工完毕并经检验合格后,应立即施工碎石垫层。在每隔20m 定出碎石垫层填筑的边桩。分两层摊铺碎石,每层压实厚度20cm。采用自卸车沿土工格室边缘倾卸填料,不允许直接卸在土工格室上面,卸料时应均匀、缓慢倾卸,堆料高度不得超过1m,以防填料集中受力。
卸料后应及时摊铺,摊铺时沿路基宽度平行向前摊铺,第一层填料采用轻型推土机或前置式装载机,个别摊不到的边角采用人工配合平整,边卸料边摊铺。摊铺时应注意卸料、摊铺方向与土工格室铺设方向一致,否则摊铺碎石时势必将土工格室翻起。压实采用轻型压实机具压实。
摊铺及压实时,一切车辆、施工机械只允许沿路堤的轴线方向行驶,不得在其上转弯。
(三)桥涵过渡段处理
本项目滞洪区内桥涵台后采用CFG桩进行基底处理。滞洪区外采用桥梁采用碎石桩处理,跨径大于等于2m涵洞采用CFG桩处理,跨径小于2m
采用碎石垫层处理。桥梁处理长度为台后20米范围内路基,涵洞、通道处理长度为台后15米范围内路基,桩点采用正三角形布置,桩间距1.5米。
1、碎石桩(碎石桩+碎石垫层+土工格室)
采用碎石桩法处理的桩径为0.5m,桩长为5~11m,桩间距1.5m,平面上呈正三角形布置。碎石垫层厚0.3m。(1)施工前做成桩试验
a 试验前选用级配良好的碎石,确定碎石的密度,通过试验核实已灌注碎石的实际用量和控制套管及灌注碎石的速度,判断桩是否产生缩颈和断桩。
b 认真记录桩的灌入时间和深度,压入的碎石量和电流的变化,确定正式施工时采用的参数。如密实电流,留振时间,填料等。成桩按设计和规范要求对成桩效果进行抽检,复核地基承载力。(2)施工操作工艺
a碎石桩施工前,将场地整平压实,清除原地面障碍物,碾压密实以利于施工机械行走。当压实后地基承载力不够时,可采用铺筑碎石垫层,使地基承载力足够承受施工机械的重量。
b备料:通过实验选用级配良好的碎石,碎石粒径为2~5cm,含泥量小于5%。c桩架就位
桩架就位必须平整,稳固,套管尖插在测设好的标桩上并保持垂直,垂直度偏差不大于1%。桩架就位后在原地面做好标记以便检查桩架位置确保桩孔位置准确,施工过程中及时检查桩架是否水平以保证桩孔竖直向下。
d振动沉管
开始振动器,利用振动器自重和激振力将套管沉入软土层中直至设计标高。在振动沉管过程中,注意及时检查桩架是否水平,桩架是否跑动,如有跑动或倾斜要及时调整,保证桩位准确垂直。e灌注碎石
沉管至设计标高后,采用人工将经检验合格的碎石分批灌入套管中。填料分批加入,不宜一次加料过量。原则上要“少吃多餐”保证试桩标定的装料量,一般制作最深桩体时填料偏多每次加料一般为管内1米填高的填料。每一深度的桩体在未达到规定的密实电流时应继续加料继续振密,严格防止“断桩”和“劲缩现象”的发生。f振动拔管
碎石填灌完成后,开始振动器,在原地面留振10秒后,既边振动,边拔管。振动过程中应严格控制加料振密过程中的密实电流,密实电流的规定值应根据现场制桩实验定出,宜为额定电流的90%左右。严禁在超过额定电流的情况下作业,每一深度的桩体在未达到规定的密实电流时应继续加料,继续振密,严格防止“断桩”和“颈缩桩”的发生。拔管速度控制在1.0~1.5m/mim,随振动拔管套管尖活瓣打开碎石进入桩孔,并被初步振实。g振动沉管,挤密碎石
套管内碎石放完后,利用振动器自重和激振力将套管挤压入已填桩孔碎石内,将碎石挤入周围土体并挤振密实。振动器在固定深度的留振时间宜为10s~20s。h成桩
重复以上步骤,直至桩孔内填满碎石,拔套管,桩架移位,进行下一步的施工 i褥垫层铺设
碎石桩施工完毕后,在桩顶铺设一层30cm的褥垫层,在褥垫层中要加铺一层钢钉插接整体式土工格室。
2、水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)(CFG桩+碎石垫层+土工格室)水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)施工采用长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩。桩顶铺设30cm厚碎石垫层。施工工序
进行CFG桩施工的场地,事先应整平,必须清除地面以下的一切障碍物(包括石块、树根和垃圾等),准确的进行桩位放样。CFG桩施工采用长螺旋钻孔打桩机,其成桩工艺如下: a成孔
桩机就位必须找平、稳固、调整沉管垂直,确保垂直偏差不大于1%。
启动马达,开始钻孔。钻孔过程中注意调整桩机的稳定,防止倾斜和错位。
钻孔过程中须做好记录。
正式施工前应先打工艺性试验桩,钻孔过程中应作好记录,进入地基持力层时记录钻压电流值。根据钻机钻杆上所标尺寸控制钻孔深度,钻至设计标高后停钻,并与动力头底面停留位置相对应的钻机塔身做醒目标记,作为施工时控制桩长的依据。
施工工程桩时CFG桩的处理以设计文件中的处理长度为基础,结合施工机械的电流变化和桩机“抬脚”情况,以确定是否打穿软土层,当电流发生突变,桩机发生“抬脚”时,可认为已进入相对硬层。b投料
混合料严格按照试验确定的配合比进行配制,将混合料投入搅拌机后加水拌和,搅拌时间不得小于1min。拌和碎石的砂的杂质含量不大于5%。
钻孔至指定位置时,必须尽快投料。混合料送入混凝土输送泵,再由输送泵泵入钻机杆内送入孔底。每根桩的实际投料量不得小于设计灌注量。成桩的桩顶浮浆厚度一般不超过20cm。c拔钻
钻孔钻杆内混合料充满后开始拔钻,严禁先提管后泵料。钻杆采用静止提拔,拔钻速度匀速连续,通过输送泵泵击次数控制混合料灌入量,确保钻杆内充满混凝土。快至设计桩顶标高时,适当见面那提管和泵送速度,比设计高出50cm后,同时停止提管和泵送。当桩管拔出底面确认成桩符合设计要求后用粒状材料或湿粘土封顶,严防泥土掉入孔中,然后移机继续下一根桩施工。d褥垫层铺设
CFG桩施工完毕后,在桩顶铺设一层30cm的褥垫层,在褥垫层中要加铺一层钢钉插接整体式土工格室。
(四)路基填筑
1、施工方法(1)分层填筑
在填筑土方前,采用人工辅助挖掘机挖台阶,台阶高度1.0m,宽度1.5m,设内倾4%的斜坡,每层压实厚度不大于20cm。按设计位置铺设6.0m宽加强型双向钢塑土工格室。土方采用机械装运,根据车容量和填筑厚度按网格法卸土,严格控制松铺厚度,为保证边部压实质量,填筑时路基两侧各加宽50cm。卸土时顺序为先两侧后中间,用推土机将土慢慢推送到准确位置,卸土堆距离要适当,防止过密过稀。不同种类填料不得混填,上下两层使用不同填料时,每种填料厚度不得小于50cm。(2)摊铺平整
采用推土机初平,平地机终平,平地机整平方法是由路中开始向边缘推进,如此往返几次,达到平整度要求,每一层做成2%的外向横坡以利排水。
(3)洒水凉晒
在填料碾压前进行含水量检测并控制在最佳含水量的±2%范围内,再进行碾压。当填料含水量较低时,采取洒水措施;当填料含水量较高时,及时进行翻晒,局部含水量较大时可采用换填处理。(4)碾压夯实
路基压实度按重型击实标准,分层压实。碾压采用大吨位震动压路机。碾压时,先两侧后中间,曲线地段先内侧后外侧,先慢后快,先静压后振压,直线进退,相邻纵向碾压重叠50cm,各段交接处互相重叠压实,搭接长度不少于2m,靠近台阶的20cm用冲击夯夯实。每填筑80cm厚采用25jk冲击碾压,压实度较规范提高1~2%。(5)检验签证
在填料质量、填筑厚度、平整度、宽度、标高、坡度等符合规定标准的基础上,采用环刀法或灌砂法进行密实度的测定,合格后报监理工程师检查签认后再填筑下一层。(6)路基整形
填筑至标高后,进行平整和测量,恢复中线,水平测量,施放路肩边桩,修筑路拱,并用压路机碾压一遍,使路面光洁,无浮土,横坡符合要求。
(7)边坡整修
对于细粒土边坡,依据路肩边线桩,按设计坡率用人工挂线,刷去超填部分,进行整修拍实,路基整修要达到检验标准的要求。
2、过渡段路基施工
过渡段路基主要指桥台背后缺口、涵洞通道两侧缺口等路基薄弱地段,此处是路基施工的关键部位,控制不好会产生路基不均匀沉降、滑坡、裂缝等病害,造成跳车现象,因此作为关键工序来组织施工。(1)桥台背后缺口填筑
台背填土为底部距基础内缘距离2m,与路基连接处坡度为1:1的范围。填料采用10%灰土处理,压实度不小于96%。
施工时,先在桥台背面用墨线画出每层填筑水平线,保证每层压实厚度不超过15cm,与路基连接处应刷去虚土,挖出宽度不小于1m的内倾台阶。填筑时人工配合汽车卸料、平整,冲击夯配合震动压路机压实。锥坡的填筑与压实应和台背同时进行,填筑时注意大型施工机械距离结构物边缘不小于1m,以利安全操作,台后按设计采取排水措施。(2)涵洞通道两侧缺口填筑
涵洞、通道盖板安装完毕,且盖板铰缝砼或砂浆强度达到设计强度的70%后方可进行台背填土施工。施工时两侧按图纸要求范围进行填筑,其填法及要求与桥台背后填土相同,但还要注意填筑时两侧必须分层对称进行,暗涵顶部50cm填土用平板振动夯或轻型静载压路机压实,涵顶填土压实厚度超过0.5m后才可通行重型机械。(3)排水沟段路基施工
为确保路基填筑质量,根据设计要求,结合现场的实际情况,对沿坑、塘及排水沟段路基采用施工方法如下:
首先人工配合机械拆除排水沟的浆砌片石,并将沟内淤泥、垃圾等杂物清除干净并将排水沟底整平,再将排水沟两侧挖成宽≥0.4 m的内倾台阶,逐层填筑路基填料至原地面,分层压实,其压实度≥93%。
(五)上路堤、路床施工
从提高土基强度、重载交通等因素考虑,上路堤采用70cm厚的3%灰土,下路床换填成50cm厚的5%石灰土,上路床换填成30cm厚的8%石灰土。路床底铺设一层土工格室。
1、石灰土施工
石灰土施工前按质量验收标准准备下承层,表面应平整、密实,具有规定的路拱,平整度、压实度、标高均应符合规范要求。施工前下路堤应复压并洒水湿润,报监理工程师验收,合格后即可进行灰土施工。灰土分为两层施工,每层控制压实厚度为20cm。施工时先作试验段,其目的是确定灰土在生产过程中各种原材料的用量和布料方法,确定灰土的松铺厚度、拌和遍数及含水量的控制方法,掌握灰土的整形方法,确定灰土的碾压工艺(碾压时的机械组合、碾压遍数和碾压时间),了解灰土的养生情况及生产能力,对配合比进行验证。施工要点如下:
(1)机械准备
需配备足够数量的稳定土路拌机、压路机、平地机、推土机、洒水车及配套的运输设备。
(2)土的准备
根据配合比及击实试验结果计算土及石灰的用量。从取土场取土运至已交验的路基上,先用推土机初步整平,配合人工捡除土中杂物,再用平地机精平并稳压成型,在整个施工段落内抽取若干个点,测出各个点土的每平方米重量、厚度和含水量,计算出土的松方容重和平均厚度,以便准确控制用土量。
(3)撒布石灰
提前将石灰消解过筛,施工时计算好每延米用灰量,人工沿线路方向,在半幅路基中心码方,用卡尺检查,保证每米的用灰量,然后人工布灰。布灰时应采用扣锨法布灰,严禁铁锨抛撒。最后用刮板刮平,避免因布灰不匀而造成拌和后的灰窝、灰带现象,量测石灰的松铺厚度,根据石灰的含水量和松密度,检验石灰用量是否合适。(4)拌和
石灰撒布好后,用路拌机拌和,先拌和1遍,测定混合料的含水量,若含水量过小,根据需水量洒水,并将灰土的含水量控制在比最佳含水量高1~2个百分点。闷料半小时,再用路拌机翻拌1~2遍;在每次翻拌过程中,应有2~3人挖槽检查路拌机是否将灰土拌匀拌透,灰土底部是否有素土夹层和漏拌的灰带。灰土拌匀后,抽取试样检测灰剂量,做标准击实试验,用试验配合比校核现场灰土的配合比是否准确,并成型灰土强度试件。(5)整形
拌和好灰土后,用推土机的履带稳压1~2遍,消除灰土潜在的压实不均匀现象(特别是路拌机轮胎压过的地方),然后用轻型压路机再稳压一遍,用平地机整形。(6)碾压
精平后检测高程,用轻型压路机(12t~15t)静压,稳压1~2遍。稳压后用震动压路机弱振(高频低幅,激振力约200KN)2~3遍,之后强振(低频高幅,激振力约330KN)1~2遍,然后用光轮压路机(18~20t)静压,最后用胶轮压路机终压1~2遍。(7)养生
及时洒水养生,封闭交通,除洒水养护车外,禁止其他车辆通行,7天后开放交通。(8)施工注意事项
施工时加强质量检测,对含水量、灰剂量、压实度及强度主要指标加强检测。首先要严格控制原材料质量,随时检查石灰的钙、镁含量,严格控制好土、石灰的每延米数量,布灰时应严格整平,保证布灰均匀。其次对于土、混合料应控制好含水量,混合料碾压前含水量宜比最佳含水量高1~2%。路拌时要严格控制拌和深度,拌和时要侵入下承层5~10mm,防止出现素土和夹层。最后养生采用洒水养生,要经常保持表面湿润,以防开裂。
2、施工技术措施
(1)路基施工全过程严格遵循各项施工技术规范的有关规定,施工前收集现场资料,了解设计意图和目的,编制详细完善的施工组织计划,确定施工质量目标。
(2)路基分层填筑各层间要平整,符合平纵坡要求,不得出现积水,以免影响填筑及碾压质量。路基两侧超填部分与路基一起分层填筑、压实,不得出现贴皮现象。
(3)分段填筑时,先填地段在接头处预留缓于1:1的坡度,并且在各填筑层面上预留不小于2m宽的平台,便于接头段衔接。
(4)施工现场应首先解决排水问题,完善临时排水系统,严禁出现积水现象,多雨季施工时严格控制填料含水量。
(5)对桥涵缺口处的填土分层填筑压实,注意桥涵台背和锥坡填土对桥涵圬工强度的要求,按照施工规范有关规定办理。
五、质量控制
(1)主体工程的临时开挖边坡,应按施工图纸所示或监理人的指示进行开挖。
(2)采用挖掘机、铲运机、推土机等机械进行路基开挖时,应保证地下水位降低至最低开挖面0.5m以下。
(3)石方开挖施工前,进行详细的开挖爆破设计,并在现场进行生产性试验,优选合理的爆破参数;施工中,根据爆破效果,不断修正完善以达到更好的效果。
(4)对所有施工部位的钻孔、装药等工序进行全过程的质量检查,详细作好质量检查记录,编制工程质量报表,定期提交监理工程师审查。
(5)上边坡不得有松石,路基边线直顺,曲线圆滑。竖孔炮眼残留率不低于85%,对于中硬质岩石,凸出于设计边坡线的块石,其凸出尺
寸不应大于20cm,超爆凹进尺寸也不应大于20cm。对于软质岩石,凸出及凹进尺寸均不应大于10cm。
(6)配备足够的、先进的钻爆设备,加强施工人员系统业务培训,熟练掌握钻爆技术,严格按照确定的爆破参数进行施工,保证爆破效果。
(7)施工中,严格控制钻孔开口位置、孔距、孔斜、线装药密度等参数,确保施工质量。
(8)配置足够的、合格的测量人员、仪器和设备,按国家测绘标准和本工程精度要求,建立施工控制网。
(9)随着开挖下降应及时测定断面,进行爆破振动监测,因地质和施工原因造成的超欠挖应及时处理,严格按设计要求及时处理各类地质缺陷,保证建基面基岩各项技术积极满足设计要求。
(10)开挖边坡及时跟进支护,保证边坡及路基的稳定;同时加强施工期边坡变形观测和爆破振动监测,并根据观测结果调整开挖支护方案,保证边坡及路基开挖施工安全和质量。
(11)合理安排开挖施工程序,保证开挖的质量满足建筑物开挖的要求。
六、安全控制
认真执行《公路工程施工安全技术规程》、《公路养护安全技术规程》之规定
1、建立安全保证制度
(1)制定安全生产目标,实行单位连续安全生产天数累进奖励制和事故当事人与领导责任追究制,采用行政和经济相结合的奖罚办法,每月考核,月底兑现。
(2)建立安全工作“日查月审”制度,安全员必须每日检查安全生产情况,发现并报告不安全因素,及时采取有效措施,杜绝不安全因素产生。
(3)各专业作业班组都必须结合工程特点,制定完善的安全施工规章制度,报项目经理批准后认真贯彻执行。
(4)各种机械设备均由经考核合格的专职人员操作,严格执行操作规程。实行单机包机制,安全责任到人。
2、加强安全教育和安全措施的设置
(1)所有工种操作人员都必须加强岗前培训,系统掌握有关安全知识,并通过考核合格后,持证上岗。
(2)利用一切机会开展普遍的安全知识教育,提高职工对自然灾害知识的认识和在险情下的应对能力。
(3)所有进入高空、预制场等危险施工区的人员,都必须配带安全帽和安全通行证。
(4)项目部及施工队驻地设立保安人员,加强与当地公安部门的联系,共同维护好施工区域的治安管理。
(5)在施工作业现场及运输道路上,设置醒目的警示标志及各类操作规程和安全规则。
(6)实行安全生产交接制度,安全措施不落实或不安全、隐患不排除前,不得进入场地。
(7)本单位人员转岗,要对转岗工人进行其所将要担任新工作的安全教育,对其所要面对的工作环境也要进行交底。
(8)新工艺、新材料、新设备等在投入生产之前,要对项目全体人员进行专项安全教育,重点对新工艺、新材料、新设备等的运用时将要面对的新的安全难题进行安全技术交底,在其运用中会出现很多事先无法预知的安全隐患,为此要进行安全隐患预估,并采取一系列可能的安全防护措施。
3、加强安全工作的物质保证
(1)特殊环境下作业人员必须配发有关的劳动保护用品,如安全帽、安全带、防滑劳动鞋等。
(2)定期对施工人员进行体检,不适宜从事高空、井下、陡坡等特殊条件下工作的人员要及时撤换,对从事特殊条件下作业的人员要给予营养补助。
4、复杂构筑物安全施工方案
本标段复杂复杂构筑物主要为桥梁和涵洞,根据桥梁施工的特点,施工中容易造成不安全因素的危险源主要有:支架坍塌、高处坠落、物体打击、机械伤害、触电等。
① 支架坍塌:因支架设计不科学、不合理、搭设不规范、造成支
② 高处坠落:在搭设支架时或在支架顶安装模板、钢筋、浇筑砼时进行的高处作业可能高处坠落而导致人身伤害的。
③ 物体打击:高空坠落及水平崩溅物体造成人身安全伤害的。④ 机械伤害:机械、砼搅拌机、砼运输车、砼输送泵、吊车等运的。
⑤ 触电:用电设备未做接零或接地保护,保护设备性能失效,移动或照明使用高压,违规使用和操作电气设备,对人身造成伤害或损害的。
5、关键工序和重点部位安全控制措施
(1)钻孔灌柱桩基础施工安全控制措施
① 钻机就位后,对钻机及其配套设备应进行全面检查,如卷扬机、钢丝绳、浮吊车、钻头、泥浆泵、水泵及电气设备等是否完好正常。钻机安设必须平稳、牢固,钻架应加设斜撑或缆风绳。钻机平台和作业平台,特别是水上钻机平台应搭设坚固牢靠并满铺脚手板,设防护栏、走道,杂物及障碍物应及时清除。
② 各类钻机在作业中,应由本机或机管负责人指定的操作人员操作,其他人不得登机。操作人员在当班中,不得擅自离岗。
④ 每次拆换钻杆或钻头时,要迅速快捷,必须保证联接牢靠。严防工具、铁件及螺帽等掉入孔内,应在孔口加设防护罩。
⑤ 采用冲击钻孔时,选用的钻锥、卷扬机和钢丝绳的损伤情况,当断丝已超过5%时,必须立即更换,钢丝绳与钻头连接的夹子数,应按等强度安装。
⑥ 卷扬机套筒上的钢丝绳应排列整齐。卷扬机在卷扬钢丝绳操作时,严禁作业人员在其上面跨越,卷扬机卷筒上的钢丝绳不得全部放完,最少保留3圈。严禁手拉钢丝绳卷绕,钻机钻进时,卷扬机变速器的换档,应事先停车,挂上档后方可开车操作。(2)墩台工程施工安全控制措施
① 就地浇筑墩台混凝土施工前必须搭设好脚手架和作业平台,墩身高度在2~10m时平台外侧应设栏杆及上下扶梯。10m以上时还应加设安全网。
② 模板就位后应立即用撑木等固定其位置,以防倾倒砸人。用吊机吊模板合缝,模板底端应用撬棍等工具拔移,不得徒手操作。每节模板支立完毕,就在安好边结紧固器,支好内撑后方可继续作业。
③ 在树立高桥墩的墩身模板过程中,安装模板的作业人员必须系好安全带并拴于牢固地点。穿模板拉杆应内外呼应。
④ 整体模板吊装前模板要连接牢固,内撑拉杆、箍筋应上紧。吊点要正确牢固。起吊时应拴好溜绳并听从信号指挥,不得超载。
(3)预制构件安装作业安全控制措施
① 装配式构件梁、板的安装应制定安装方案,并建立统一的指挥系统。施工难度、危险性较大的作业项目应组织施工技术、指挥、作业
人员进行培训。所有起重设备都应符合国家关于特种设备的安全规程,并进行严格管理。
② 吊装前应检查安全技术措施及安全防护设施等准备工作是否齐备,检查机具设备、构件的重量、长度及吊点位置等是否符合设计要求,严禁无准备盲目施工。
③ 旧钢丝绳在使用前应检查其破损程度。每一节距内折断的钢丝不得超过5%。对大型构件、重构件的吊装宜使用新的钢丝绳使用前也要检验。重大的吊装作业应先进行试吊。按设计吊重分阶段进行观测确定无误后,方可进行正式吊装作业。施工时工地主要领导及专兼职安全员应在现场亲自指挥和监督。
6、施工保通措施
(1)项目部设立由项目经理负责统一指挥的施工保通组,负责在施工期间维持施工现场的交通及协助交通部门维持沿线交叉路口的交通秩序,防汛或其他突发事件。保通组设组长一名,保通员数名,保通组成员及项目部相关人员应加强联系与配合,以便于及时处理发生的问题。保通人员上岗前邀请当地交警部门做好保通人员的岗前培训。
(2)工程施工前,积极主动地与地方公安局交警部门取得联系,服从大局,统一步调,统筹考虑,警民携手,共建文明。
(3)设专人维护、疏导交通,在施工点前方各路口设有醒目标志,提醒过往车辆绕行或慢速行驶。
(4)加强管理,协调关系,项目经理部设专人负责保通工作,及时处理施工中出现的各种情况。并规范施工,确保行车安全。及时清除有
碍交通的路障,各个行车通道要留有足够的的净空和净宽,夜间须有警示灯光标志,最大限度地减少道路梗阻现象。
(5)配备抢修车辆及设备,一旦发生过往车辆抛锚事故,及时处理,恢复通行。
(6)对各车辆通道处的工程部分优先安排施工,缩短工期,以便提前打开通道。
(7)西平互通内含有多条与施工便道平交路口,施工时应针对该处编制详细的保通方案。
七、环保措施
1、环境保护措施
(1)项目部成立环境保护领导小组,负责检查工地环保工作,并定期请当地环保部门进行检测、监察。
(2)重视环保工作,加强环保学习和宣传,掌握特点,实施环境保护。
(3)加强水土保持工作,不乱挖乱掘水井,场内废水按要求进行沉淀处理后合理排放;弃土及时运至准许的地方并压实;工程完工后临时用地及时复垦。
(4)减少扰民噪音:加强噪音污染控制,在噪音超标区域设置挡墙等结构,消除噪音;在居民区附近施工作业时,尽量少安排夜间施工,对噪声较强的施工机械和施工作业予以限制。
2、文明施工实施措施
(1)对参与施工的队伍签定文明施工协议书,建立健全岗位责任制,把文明施工落到实处,提高全体施工人员文明施工的自觉性和责任感。
(2)创建美好环境。驻地规模满足除试验室及会议室外其余每个部门不得少于一间办公室,每间不得小于20㎡;会议室不得低于120㎡;试验室总面积不得小于400㎡。办公区和生活区应严格分离,不得混杂在一起。在施工现场和生活区设置足够的临时卫生设施,每天清扫处理;在生活区周围种植花草、树木,美化环境,开辟宣传园地,表扬好人好事,宣传国家政策、施工技术和规程规范;开展积极健康的文体活动。
(3)公里桩及百米桩按照施工图纸的桩号设置在便道外侧。材料均为混凝土桩,外表刷白。
(4)拌和场和预制场应做到场地硬化、场区布置合理、材料堆放整齐、隔离措施得当、覆盖及排水设施齐全、车辆进出顺畅。具体布置符合招标文件要求。
(5)便道采用20cm厚泥结碎石,碎石不少于70%。便道为仅在单侧设置时宽度不低于6.5m;便道在双侧设置时,单侧便道宽度不低于4m。应达到结构稳定、平整度较好、晴天不扬尘、雨天不泥泞。
(6)现场的钢材、水泥等能入库的尽量入库,不能入库的进行上遮下垫、防雨淋、防日晒等处理措施。
(7)所有施工管理人员和操作人员必须佩戴证明其身份的标识牌,标识牌应标明姓名、职务、身份编号;设立监督电话,接受社会监督,提高全体施工人员的文明施工意识。
(8)路基及路面施工现场管理应作到组织合理、内容明确、标识清楚、施工有序。
(9)主要施工干道,经常保养维护,施工设备严禁沿道停放,有序停放,经常冲洗擦拭,确保设备的车容车貌和完好率。
(10)合理安排施工顺序避免工序相互干扰,凡下道工序对上道工序会产生损伤或污染的,经与监理部协商对上道工序采取保护或覆盖措施。
(11)项目经理部对自检,以及和监理单位组织的检查中查出文明施工问题,不但要立即纠正,而且要针对文明施工中的薄弱环节,进行改进和完善,使文明施工不断优化和提高。
(12)工程完工后,按要求及时拆除所有临时设施,并将工地及周围环境清理整洁,做到工完、场地净。
(13)与其他施工单位保持完好的关系,服从业主和监理工程师的协调。遇到业主、监理检查工作时,主动介绍情况。
3、施工标准化措施
(1)认真学习《高速公路施工标准化技术指南》(第一册~第四册)及建设单位下发的《施工标准化实施指导细则》(工地建设篇)。
(2)驻地规划、建设严格按文件要求进行开展,标识、标牌等严格按文件要求进行配备。
(3)工程施工中的便道、便桥,机械设备,安全防护等依据标准化实施细则中的检查表进行执行。
八、社会效益
京港澳高速公路漯河至驻马店改扩建工程极大的改善了河南省的公路交通条件,有力的促进了河南省对外开放和社会经济发展。
九、成果评价和建议
京港澳高速公路漯河至驻马店改扩建工程对于公司而言属于新领域工程。通过该项目研究成果的应用,填补了公司在高速公路施工技术空白,为高速公路施工积累了经验,同时也培养了一批有着高速公路施工经验的人才。工程从2013年6月开工,在工程施工中,我们积极采用新技术、新工艺、新设备、新材料,攻克了软地基、新老地基衔接施工的难题。以后我们将不断努力,不断创新,为公司做大、做强、做富贡献力量。